研究動機

教育課程體系乃至於大學委員會（College Board）所提供的大學先修課程

（Advanced Placement）中的推廣成效仍然相當有限（Kerski，2001 & 2003；

Hauselt & Helzer，2012）。其主要原因包括缺乏適當的課程教材、教師們不熱 衷於使用地理資訊系統進行地理課程教學、缺乏相關空間資料的取得管道、GIS 軟體的操作過於複雜而難以掌握等等。

1 參考自 Committee on Beyond Mapping, 2006. Beyond Mapping: Meeting National Needs Through

Enhanced Geographic Information Science, Washington, DC: National Academies Press, pp.

7-26.

2 參考自美國勞工部就業及訓練部門網站 http://www.doleta.gov/brg/indprof/geospatial.cfm

3 參考自 The GLOBE Program Website. http://www.globe.gov/home

台灣自 1999 年開始實施高中地理資訊的教育，配合 2001 年開始推動之九 年一貫新課程中所列的七大領域與六大融入議題，而逐漸自高中三年級的地理 課本內容中增加有關地理資訊題材的比例（賴進貴，2003）。另一方面，行政 院國家科學委員會亦借助地理資訊系統於數位博物館計畫中建置若干網站，以 GIS 來輔助數位學習目標。而教育部為了配合行政院的「數位台灣（e-Taiwan）」 施政計畫，亦積極推動多項「數位學習（e-Learning）」的工作計畫，其中包 括將 GIS 引入教育行政和教學活動之中。目前教育部所推行的「99 課綱」高 中課程綱要⁴中，更著重於學生使用地理學工具蒐集、整理及分析各種地理資料 等核心能力的培養，而地理資訊系統的教學則為其重要課程目標之一。

就地理資訊系統融入高中課程教學的推行現況而言，其目前仍屬實行的初 期檢視階段。初步的成果顯視，全國師資在地理資訊的教學方面仍有落差，以 致部分具有豐富教學經驗的教師，礙於缺乏資工背景及地理資訊相關的資料處 理等軟體操作經驗，而無法有效地教導空間資訊的應用相關知識。至於新進教 師則由於缺乏課堂教學的經驗，因而仍需要時間以拿捏相關知識與軟體操作等 教材搭配的教學比重。空間資訊應用等相關知識的教導不必然需要精通相關系 統軟體的操作，畢竟這無形中加重了職務繁重的教師們編制教材時的困難度。

一般國高中學校也沒有必要購買如此昂貴的空間資料與其系統操作軟體，而教 師們的空間資料操作分析技能亦須長時間的進修方能靈活運用系統以配合教 學。這無形中將教學的重點偏向電腦軟體操作等資工知識的教導，而弱化了地 理資訊與遙測等相關基礎知識及應用概念的灌輸。空間資料與處理系統的採購 及教師們的操作技能培訓等成本對於一般國高中學校而言都偏高了許多。對於 教師們而言，也難以兼顧空間資訊基礎知識與概念教導及進階空間資料處裡的 進修。此外，空間資料的取得管道及資料的品質管理與恰當應用亦造成許多教 師們在空間資料使用上的混淆。

4 參考自教育部地理學科中心 http://gis.tcgs.tc.edu.tw/

從地理空間資訊在美國及台灣的教育推廣施行中，兩者皆面臨相似的問題。

其中，主要的難題有下列三項，即：

1.空間資料取得及品質管控：空間資料的取得並不容易，一些如衛星影像等的 遙測空間資料，其價格更是相當昂貴。資料本身具有其時效性，且資料的操 作處理過程亦相當耗時。此外，許多流通的空間資料，其品質亦容易在流通 過程中受到誤改等風險。

2.軟硬體設備的需求：空間資料的操作處理需要特殊的 GIS 軟體及硬體設備的 需求，相關軟硬體設備添購及維護費用相當昂貴，對部分高中學校造成負 擔。

3.GIS 軟體操作知識的專業能力：GIS 軟體的操作必須具備相當的專業背景知 識。對於平常忙於地理知識教材教法規畫，且不具相關電腦資工專業知識的 地理教師們來說，GIS 軟體的操作無疑是一項相當吃力的工作。

空間資料的取得、GIS 軟硬體設備的建設以及 GIS 軟體的操作，與空間資 訊基礎概念知識的教學之間並不直接關聯。倘若勉強將前者整合至高中地理課 程的教學上，則容易造成資料的誤用及操作錯誤等問題，同時也影響了教學的 品質與效果。因此，如何達成課程綱要所要求「探究式」的教學目標，使學生 能夠在教師的帶領下，利用遙測等空間資訊工具，分析並解決生活中所面臨的 各項地理議題，更顯得重要。而過去，昂貴的地理資訊系統與空間資訊處理分 析軟體及硬體設備規格需求一直是空間資訊教育難以有效的向下往各級學校 推廣教育的主要原因之一。因此，本研究期望透過建立一套網際網路空間資訊 系統平台，以解決各級學校可能因無法承擔購買昂貴的軟體系統與高規格的硬 體設備費用所帶來的空間資訊知識教學問題。

本研究的主要動機在於透過網路地理資訊系統（Web GIS）的途徑，建置 一個福衛二號影像教育資源推廣的網路應用平台，以輔助教師及學生乃至於一 般社會大眾，充份利用網際網路上的資源，進行及時的數位化學習。現時人們

在日常生活中的資訊取得幾乎仰賴網際網路，透過網路瀏覽器的搜尋，人們可 以快速的從中獲得所需的資訊。也因此促發了本研究以網際網路地理資訊系統 作為高階空間資料分析的應用平台。綜觀目前市面上的網際網路地理資訊系統，

各種空間資訊的網路展示平台相繼的被開發應用。

近年來，許多向量式空間資料的線上運算分析應用平台也陸續被開發應用。

如美國 Google 公司所開發的 Google Map、Google Earth，台灣友邁科技股份 有限公司所開發的 UrMap 等。然而，相關網路應用平台中所展示的衛星影像空 間資源則僅僅供作瀏覽使用而沒能供作進一步的資訊分析使用，著實讓人可惜。

至於相關較高階的網格式空間資料如衛星影像等，其在線上的運算分析應用較 少為人所著墨，其中原因包括成本昂貴、分析處理程序複雜及網路系統效能限 制等等。而網路地理資訊系統的架設，從後端的空間資料供應、資料的即時分 析處理，到前端的原始空間資料及資料分析結果的展示，其系統架構的部署將 大大的影響系統的整體運作效能。

在此，本研究欲以雲端運算為空間資料線上資源分享的建置概念，結合服 務導向架構（Service Oriented Architecture，SOA）為空間資料應用分析的架構 基礎，並整合資料倉儲（Data Warehouse）作為原始空間資料的供應渠道，以 雲端運算概念建置一網際網路地理資訊系統以解決前述空間資訊在教育應用 推廣上的問題。

在此網路地理資訊系統的建置概念中，使用者並不需要知道原始空間資料 的來源出處，也不必下載存有實體的空間資料。再者，使用者也不需要具備空 間資料分析處理的專業軟體操作知識。同時，使用者更不需要負擔空間資料操 作處理過程中，軟硬體設備的管理與維護工作。以上所有空間資料分析處理的 運作，將完全由相關雲端服務提供者分別整合地理空間資訊的網路資源，以網 際網路的形式提供使用者地理空間資訊的分析應用。使用者僅僅需要透過具有

連接網路的瀏覽裝置，就能獲得空間資料分析應用的便利。

而這也將能有效的協助地理資訊融入高中教學所面臨技術上的問題。教師 們僅需要將心力投入於地理資訊基礎概念的教導，將相關分析操作的部分交由 專業的部門與單位負責，教師及學生則透過網路瀏覽器即能享有空間資料分析 的便利。